פונקציית פיזור נקודות

מקור אור נקודתי כפי שצולם על ידי מערכת עם אברציה כדורית שלילית (למעלה), אפס (מרכז) וחיובית (למטה). התמונות משמאל אינן ממוקדות כלפי פנים, התמונות מימין אינן ממוקדות כלפי חוץ

פונקציית פיזור נקודות (באנגלית: Point Spread Function, בראשי תיבות: PSF) היא התגובה של מערכת דימות אופטית ממוקדת למקור אור נקודתי או לעצם נקודתי. מונח כללי יותר ל־PSF הוא פונקציית התגובה להלם (IRF – Impulse Response Function) של מערכת דימות אופטית ממוקדת (focused optical imaging system). במובנים רבים ניתן לחשוב על ה־PSF כעל כתם חסר־צורה בתמונה, שאמור לייצג עצם נקודתי יחיד. אפשר לראות זאת כפונקציית תגובה להלם מרחבית. במונחים פונקציונליים, זוהי הגרסה המרחבית (כלומר, התמרת פורייה ההפוכה) של פונקציית התמסורת האופטית (OTF) של מערכת דימות. זהו מושג שימושי באופטיקת פורייה, דימות אסטרונומי, דימות רפואי, במיקרוסקופיית אלקטרונים ובטכניקות דימות אחרות כגון מיקרוסקופיה תלת־ממדית (למשל במיקרוסקופיה קונפוקלית סורקת לייזר) ובמיקרוסקופיה פלואורסצנטית.

מידת הפיזור (הטשטוש) בתמונת עצם נקודתי במערכת דימות היא מדד לאיכות מערכת הדימות. במערכות דימות לא־קוהרנטיות, כגון מיקרוסקופים פלואורסצנטיים, טלסקופים או מיקרוסקופים אופטיים, תהליך יצירת התמונה הוא ליניארי לעוצמת התמונה ומתואר בתורת המערכות הליניאריות. פירוש הדבר הוא שכאשר שני עצמים A ו־B מודמתים בו־זמנית על ידי מערכת דימות לא־קוהרנטית, התמונה המתקבלת שווה לסכום התמונות של כל אחד מהם בנפרד. במילים אחרות: הדימות של A אינו מושפע מהדימות של B ולהפך, בשל תכונת חוסר־האינטראקציה של פוטונים. במערכות בעלות שמורות מרחבית (space-invariant), כלומר מערכות שבהן ה־PSF זהה בכל מקום במרחב הדימות, התמונה של עצם מורכב מתקבלת על ידי קונבולוציה של אותו עצם עם ה־PSF. את ה־PSF ניתן לגזור מאינטגרלי עקיפה (diffraction integrals).